Héctor Pérez Montiel - Física 1 para Bachilleratos tecnológicos -Larousse - Grupo Editorial Patria (2015) - Gina Solorzano (1)

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1Héctor Pérez Montiel
Física 
para 
tecnológicos
1
Bachilleratos 
II
P CONTENIDOFÍSICA PARA BACHILLERATOS TECNOLÓGICOS 1
PCONTENIDO FÍSICA PARA BACHILLERATOS TECNOLÓGICOS 1Primera Edición ebook, 2015
Héctor Pérez Montiel
Física 
para 
tecnológicos
1
Bachilleratos 
P FÍSICA
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Romo
Física 1 para Bachilleratos tecnológicos
Derechos reservados:
© 2015, Héctor Pérez Montiel
© 2015, GRUPO EDITORIAL PATRIA, S.A. DE C.V.
ISBN ebook: 978-607-744-243-1 (Primera edición)
Renacimiento 180, Col. San Juan Tlihuaca,
Delegación Azcapotzalco, Código Postal 02400, México, D.F.
Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana
Registro núm. 43
Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del contenido de la presente obra en cualesquiera formas,
sean electrónicas o mecánicas, sin el consentimiento previo y por escrito del editor.
Impreso en México / Printed in Mexico
Primera edición ebook: 2015
Grupo Editorial Patria® V
CONTENIDO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS C
Apartado 1
MOVIMIENTO .............................................................................................................. 2
LA FÍSICA Y SU IMPACTO EN LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA ...................................................................................................... 7
División de la física .................................................................................................................................................................... 8
MÉTODO CIENTÍFICO ..................................................................................................................................................................... 9
Características del método científico .......................................................................................................................................... 10
Método científico experimental .................................................................................................................................................. 10
MAGNITUDES FÍSICAS Y SU MEDICIÓN ......................................................................................................................................... 13
Sistema Métrico Decimal ............................................................................................................................................................ 14
Magnitudes fundamentales y derivadas ..................................................................................................................................... 15
Definiciones de magnitud, medir y unidad de medida ................................................................................................................ 15
Sistemas de Unidades CGS e Inglés ............................................................................................................................................ 15
Sistema Internacional de Unidades, ventajas y limitaciones ....................................................................................................... 16
Ventajas de utilizar el sistema internacional como sistema único de unidades y algunas limitaciones ....................................... 16
Prefijos usados en el sistema internacional ................................................................................................................................ 17
Notación científica ...................................................................................................................................................................... 18
Principales operaciones utilizando potencias con base 10 .......................................................................................................... 19
Transformación de unidades de un sistema a otro ...................................................................................................................... 20
Transformación de unidades cuadráticas y cúbicas ..................................................................................................................... 23
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ...................................................................................................................................................... 24
Magnitudes escalares y vectoriales ............................................................................................................................................. 26
VECTORES 26 .......................................................................................................................................................................................
Cómo establecer la escala de un vector ...................................................................................................................................... 27
Representación gráfica de sistemas de vectores coplanares, no coplanares, colineales y angulares o concurrentes. 
Concepto de vectores deslizantes y libres ................................................................................................................................... 27
Sistema de vectores colineales .................................................................................................................................................... 27
Sistema de vectores concurrentes o angulares ............................................................................................................................ 27
Resultante y equilibrante de un sistema de vectores .................................................................................................................. 28
Propiedades de un vector ............................................................................................................................................................ 28
Suma de vectores ........................................................................................................................................................................ 29
Descomposición y composición rectangular de vectores por métodos gráficos y analíticos ....................................................... 31
Resolución de problemas de aplicación práctica de sistemas de vectores colineales y concurrentes, 
en forma gráfica y analítica ......................................................................................................................................................... 35
Sistema de fuerzas colineales ..................................................................................................................................................... 35
Suma de dos vectores concurrentes o angulares ......................................................................................................................... 36
Funciones trigonométricas y teorema de Pitágoras ..................................................................................................................... 36
Ley de los senos y ley de los cosenos ......................................................................................................................................... 37
Signos de las funciones trigonométricas seno y coseno.............................................................................................................. 37
Suma de más de dos vectores angulares o concurrentes ............................................................................................................. 41
NOCIONES BÁSICAS SOBRE MOVIMIENTO ................................................................................................................................... 45
Sistemas de referencia absoluto y relativo .................................................................................................................................. 52
MOVIMIENTO EN UNA DIMENSIÓN .............................................................................................................................................. 54
Resolución de un problema de MRU .......................................................................................................................................... 54
Velocidad media ......................................................................................................................................................................... 55
Velocidad instantánea ................................................................................................................................................................. 56
Resolución de un problema de velocidad instantánea ................................................................................................................ 57
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) ......................................................................................................... 63
Aceleración media ...................................................................................................................................................................... 63
Aceleración instantánea .............................................................................................................................................................. 63
Resolución de un problema de MRUA e interpretación de gráficas ............................................................................................ 64
Deducción de las ecuaciones utilizadas en el MRUA .................................................................................................................. 65
Caída libre .................................................................................................................................................................................. 75
Efectos ocasionados por la resistencia del aire sobre los cuerpos durante su caída. Velocidad terminal ..................................... 76
Tiro vertical ................................................................................................................................................................................. 76
MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES 82
Resolución 
...........................................................................................................................................
de un problema de tiro parabólico oblicuo ............................................................................................................... 84
Movimiento circular .................................................................................................................................................................... 89
Movimiento circular uniforme (MCU) ......................................................................................................................................... 92
Interpretación de gráficas magnitud del desplazamiento angular-tiempo y magnitud 
de la velocidad angular-tiempo en el MCU ................................................................................................................................. 92
Resolución de un problema de interpretación de gráficas para MCU .......................................................................................... 92
Movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA) ............................................................................................................ 95
Resolución de un problema de interpretación de gráficas para MCUA ....................................................................................... 96
Ecuaciones utilizadas en el movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA) .................................................................. 97
VI
CONTENIDO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOSC
Apartado 3
Apartado 2
FUERZA ........................................................................................................................ 126
Concepto de dinámica ................................................................................................................................................................ 130
Concepto de fuerza ..................................................................................................................................................................... 130
Clasificación de las fuerzas fundamentales de la naturaleza ....................................................................................................... 130
Tipos de fuerza: de contacto y a distancia ................................................................................................................................... 131
Carácter vectorial de una fuerza .................................................................................................................................................. 132
Uso del dinamómetro para medir fuerzas ................................................................................................................................... 132
Unidades para medir fuerza ........................................................................................................................................................ 132
Masa y peso de los objetos ........................................................................................................................................................ 133
Fuerzas de fricción estática y dinámica o cinética ....................................................................................................................... 133
Ventajas y desventajas de la fricción .......................................................................................................................................... 134
Antecedentes históricos del estudio del movimiento mecánico (Aristóteles, Galileo Galilei, Isaac Newton) .............................. 137
 ..................................................................................................................................................................LEYES DE LA DINÁMICA 138
Ley de la inercia o primera ley de Newton .................................................................................................................................. 138
Segunda ley de Newton o ley de la proporcionalidad entre fuerzas y aceleraciones ................................................................... 139
Tercera ley de Newton o ley de la acción y la reacción................................................................................................................ 140
El Universo ................................................................................................................................................................................. 143
Velocidad y aceleración tangencial ............................................................................................................................................. 144
LEYES DE KEPLER 144 .............................................................................................................................................................................
LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL ...........................................................................................................................................145
Estática ....................................................................................................................................................................................... 153
CONDICIONES DE EQUILIBRIO ...................................................................................................................................................... 157
Equilibrio de traslación ............................................................................................................................................................... 157
Equilibrio de rotación .................................................................................................................................................................. 158
MASA .......................................................................................................................... 172
TRABAJO ......................................................................................................................................................................................................................... 176
Expresión matemática para el trabajo y la gráfica que lo representa .......................................................................................................................... 176
Trabajo positivo y negativo ........................................................................................................................................................................................ 176
POTENCIA ....................................................................................................................................................................................................................... 179
ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL ................................................................................................................................................................... 181
 Tipos de energía ........................................................................................................................................................................................................ 181
Definición de energía ................................................................................................................................................................................................. 182
El joule y el ergio como las unidades en que se mide el trabajo, la energía cinética y la potencial ............................................................................ 183
Energía potencial gravitacional (EPG) ........................................................................................................................................................................ 183
Energía potencial elástica........................................................................................................................................................................................... 184
Energía cinética .......................................................................................................................................................................................................... 184
Energía cinética traslacional (ECT) ............................................................................................................................................................................. 185
Cambio de energía cinética traslacional (DECT) 5 trabajo (T) ................................................................................................................................... 185
Energía cinética rotacional (ECR) ............................................................................................................................................................................... 185
Rapidez traslacional y rapidez rotacional ................................................................................................................................................................... 186
Inercia rotacional ....................................................................................................................................................................................................... 186
LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA .............................................................................................................................................. 186
El calor como una forma de energía que resulta de la acción de fuerzas disipativas .................................................................................................. 187
Fuentes de energía ..................................................................................................................................................................................................... 192
ANEXO 1: TABLA DE EQUIVALENCIAS ENTRE LAS UNIDADES DE MEDIDA DE ALGUNAS MAGNITUDES FÍSICAS .......................................................... 203
ANEXO 2: ALFABETO GRIEGO ........................................................................................................................................................................................... 204
ANEXO 3: CONSTANTES FÍSICAS Y SUS VALORES ............................................................................................................................................................. 204
GLOSARIO .......................................................................................................................................................................................................................... 209
RESPUESTAS DE LOS EJERCICIOS ....................................................................................................................................................................................... 205
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................................................................. 213
ÍNDICE ALFABÉTICO......................................................................................................................................................................... 213
Grupo Editorial Patria® VII
PCONTENIDO FÍSICA PARA BACHILLERATOS TECNOLÓGICOS 1Introducción
Física 1 para bachilleratos tecnológicos tiene la finalidad de contribuir a lograr que los 
estudiantes desarrollen su capacidad de aprender a aprender, y que de una manera 
amena e interesante, construyan su aprendizaje. Es por ello que se ha procurado 
atender el propósito central de la actualización de los programas de estudio del 
Bachillerato Tecnológico, de tal manera que se avance en el despliegue de una 
educación centrada en el aprendizaje.
Deseamos que este libro sea un importante apoyo para los estudiantes de los dife-
rentes subsistemas de Bachillerato Tecnológico, como los que corresponden a la 
Educación en Ciencia y Tecnología del Mar (DGECYTM), Educación Tecnológica 
Agropecuaria (DGTA), Educación Tecnológica Industrial (DGETI) y los Colegios de 
Estudios Científicos y Tecnológicos de los Estados (CECyTEs).
En este libro se han atendido las competencias genéricas, disciplinares básicas y ex-
tendidas que conforman el Marco Curricular del Sistema Nacional del Bachillerato, así 
como los conceptos fundamentales y subsidiarios de la asignatura, para propiciar 
la construcción de aprendizajes significativos. También esperamos contribuir en el 
desarrollo integral de los estudiantes a partir de sus necesidades e intereses como 
individuos y como miembros de una sociedad basada en el desarrollo sustentable y 
en valores acordes con la justicia, la identidad nacional y la soberanía, preparándolos 
para comprender y valorar la tecnología como un instrumento clave en el desarrollo 
social, la investigación científica y sus aplicaciones en la medicina,astronomía, desa-
rrollo tecnológico y en la generación de energía pura, entre otras.
El libro contribuye a lograr los propósitos de la materia de Física, de tal manera que 
el estudiante desarrolle competencias genéricas y disciplinares al abordar aspectos 
relacionados con los conceptos fundamentales: Movimiento, fuerza masa e interac-
ciones materia-energía, para reconocer, comprender y explicar fenómenos físicos 
que se presentan en su entorno, proponer soluciones y generar proyectos que inci-
dan en el mejoramiento de su vida cotidiana y las condiciones sociales, en sus activi-
dades laborales o de estudios superiores.
Contribuye a lograr los propósitos de la asignatura de Física 1 para que el estudian-
te identifique los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen en los distin-
tos tipos de movimiento que efectúan los cuerpos, en la rama de la mecánica clásica, 
de tal manera que adquiera habilidades para identificar, plantear, formular y resolver 
preguntas o problemas relacionados con fenómenos físicos presentes en su entorno, 
a través de modelos matemáticos y actividades experimentales.
El programa de Física 1 tiene los siguientes conceptos fundamentales: Movimiento, 
fuerza y masa. Éstos integran los conceptos subsidiarios de los diferentes tipos de 
VIII
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOSI INTRODUCCIÓN
movimiento mecánico. Requiere que el estudiante de Física desarrolle la capacidad 
para resolver problemas abstractos y reales, empleando los diferentes sistemas de 
unidades, que desglose e interprete los modelos matemáticos, principios y leyes re-
lacionados con las ramas de la mecánica clásica: cinemática, estática, como el equili-
brio de los cuerpos, así como de la dinámica con las leyes de Newton y los conceptos 
de fricción, energía mecánica, trabajo y potencia.
Los contenidos procedimentales para el desarrollo de habilidades en Física están 
organizados en cinco procesos:
1. Conocimiento científico: reconoce información científica. Indaga en la informa-
ción científica, investiga, discrimina la información y la clasifica.
2. Comprensión del entorno: reconoce lo que se ha aprendido para buscar relacio-
nes asociando la información a otros hechos e interpreta o determina las causas o 
consecuencias.
3. Aplicación del conocimiento: transfiere y utiliza datos y leyes para completar una 
tarea de manera autónoma. Aplica las habilidades adquiridas a nuevas situacio-
nes. Problematiza y propone soluciones.
4. Análisis de la información: clasifica y relaciona evidencias o estructuras de un 
hecho para elaborar hipótesis. Soluciona problemas a partir del conocimiento ad-
quirido. Desarrolla conclusiones divergentes que corroboran sus generalizaciones.
5. Integración del aprendizaje: integra ideas y propone nuevas maneras de hacer, 
aplicando el conocimiento y las habilidades anteriores para producir algo nuevo u 
original.
Grupo Editorial Patria® IX
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS IINTRODUCCIÓN
Es importante el siguiente señalamiento que se hace en el programa de Física referen-
te a su operación: los conceptos fundamentales son elementos organizadores de la 
práctica educativa y no deben entenderse sólo como conocimientos o temáticas disci-
plinares, sino como el pretexto para la práctica de valores, actitudes, habilidades y ca-
pacidades que contribuyen a desarrollar competencias que le posibiliten al estudiante 
comprender el mundo e influir en él. Recomienda integrar conocimientos de las cien-
cias, tecnología y las humanidades en cada una de las actividades de aprendizaje.
Este libro está hecho con un enfoque por competencias, por lo que contiene múlti-
ples experiencias que le permiten a los estudiantes movilizar sus saberes dentro y 
fuera del aula. De tal manera que siempre que sea posible, logren aplicar lo aprendi-
do en situaciones cotidianas y consideren las probables repercusiones personales, 
sociales y ambientales que implican dichas aplicaciones.
Educar por competencias incluye saber pensar para poder hacer con una actitud 
determinada. En donde el saber es el conocimiento, el pensar las habilidades y hacer 
son las destrezas junto con las actitudes. 
El libro se ha organizado de acuerdo con la estructura oficial de la asignatura de Física 1 
para los bachilleratos tecnológicos, y cuyo mapa consta de los siguientes conceptos 
fundamentales: movimiento, fuerza y masa. Cada concepto fundamental inicia con una 
evaluación diagnóstica y un tema integrador. De esta manera, la estrategia didáctica está 
constituida por una serie de actividades que contribuyen a que el estudiante aprenda a 
aprender y construya su conocimiento. Se organiza en tres momentos:
X
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOSI INTRODUCCIÓN
Apertura de apartado
Se inicia con una evaluación diagnóstica con la cual el educando identifca y recupe-
ra sus saberes adquiridos por medio de sus experiencias cotidianas y de los estudios 
que ha realizado. Después, se propone un tema integrador como un recurso didác-
tico que permite integrar diferentes conceptos y contenidos científicos de una misma 
asignatura o distintas. También lo introduce a los conceptos subsidiarios que incluye 
el concepto fundamental. El tiempo durante el cual se realizará el tema integrador es 
una decisión que toma el docente de acuerdo con su experiencia, las características 
del grupo escolar, el número de equipos y la manera en que éstos expondrán sus 
resultados, con la presencia o no de sus padres o tutores.
Desarrollo de los contenidos de cada apartado
Su intención es que los estudiantes, después de que han recuperado e identificado 
sus saberes, preconcepciones y conocimientos previos, realicen diversas actividades 
para fortalecerlos, y posteriormente desarrollen habilidades que les permitan cons-
truir conceptos en forma sistematizada y en diferentes contextos. Con el propósi-
to de que los educandos den el paso de lo cotidiano a lo sistematizado, es necesario 
que mediante experiencias de aprendizaje contrasten los nuevos conceptos adquiri-
dos con los que ya poseían y que identificaron y recuperaron durante el momento 
correspondiente a la apertura.
Apertura
Desarrollo
Grupo Editorial Patria® 1
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS IINTRODUCCIÓN
Cierre de cada apartado
En este momento de la estrategia didáctica se recomienda realizar una síntesis de 
los conceptos subsidiarios que se abordaron para cada concepto fundamental, du-
rante los momentos de apertura y desarrollo, de tal manera que los estudiantes 
reflexionen qué aprendieron y cómo lo aprendieron. También será de mucha utili-
dad al docente para revisar el resultado obtenido durante el proceso educativo (en-
señanza-aprendizaje), y si los resultados no son los esperados, modificar lo que 
sea necesario de la estrategia didáctica. Hemos incluido una propuesta de reacti-
vos tipo Enlace para que sean resueltos por los alumnos, y esperamos que les resul-
ten interesantes y de utilidad, así como un instrumento de evaluación del 
aprendizaje y diversas propuestas de rúbricas para evaluar: discusión grupal, re-
portes de actividades experimentales, aplicación del conocimiento, análisis de la 
información; también se agregan listas de cotejo para evaluar: coevaluación y ma-
nejo de conceptos. La autoevaluación del alumno de su desempeño le permite va-
lorar y reflexionar acerca de su actuación en el proceso de aprendizaje.
Este libro será una importante herramienta para contribuir al logro de las competen-
cias tanto genéricas como disciplinares que conforman el perfil de egreso del bachi-
ller, así como de las competencias disciplinares que corresponden a la asignatura de 
Física 1. Ello en virtud de que por medio de diferentes actividades se propicia que el 
estudiante identifique ideas clave, resuelva problemas relacionados con su vida co-
tidiana y con su entorno, tome decisiones haciendo un análisis crítico yreflexivo; 
desarrolle su creatividad al diseña y realizar actividades experimentales; se exprese 
y comunique utilizando distintas formas de representación gráfica, expresiones ma-
temáticas, calculadora científica, computadora, así como el uso correcto del lengua-
je al elaborar reportes escritos, resúmenes, investigaciones, proyectos y temas 
integradores.
Cierre
Apartado1
MOVIMIENTO
Competencias a lograr:
Grupo Editorial Patria® 3
Identifica y recupera tus saberes adquiridos por medio de tus experiencias cotidianas y de los estudios que 
has realizado hasta ahora. Para ello responde en tu cuaderno lo siguiente:
 1. ¿Cuándo se encuentra un cuerpo físico en movimiento?
 2. ¿Crees que sea posible que exista algún objeto que se encuentre en reposo absoluto, es decir, sin mo-
vimiento en el universo? ¿Sí o no? ¿Por qué?
 3. Describe con ejemplos observables en tu entorno el movimiento de un objeto en a) una dimensión o 
una dirección; b) dos dimensiones o dos direcciones.
 4. Describe con ejemplos observables en tu entorno las características de los siguientes tipos de movi-
miento: a) rectilíneo, b) rectilíneo uniformemente acelerado, incluyendo caída libre y tiro vertical; c) 
tiro parabólico horizontal y oblicuo; d) movimiento rotacional y circular.
Coevaluación 
Una vez que has respondido espera la indicación de tu profesor(a) para intercambiar tus respuestas con 
las de otros compañeros. Comenten entre ustedes las respuestas, corríjanse de ser necesario y contesten, 
pero ahora de común acuerdo, las mismas preguntas. Cuando tu profesor(a) dé la instrucción, participen 
con entusiasmo y respeto con los demás equipos en la exposición y discusión de las respuestas que dieron 
y establezcan conclusiones entre todos.
Evaluación diagnóstica
Propósito: aprender las características y conceptos relacionados con los diferentes tipos de 
movimiento, su aplicación práctica y la solución matemática de tales movimientos.
Concepto fundamental: movimiento.
Conceptos subsidiarios: distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad, aceleración, movi-
miento rectilíneo uniformemente acelerado, movimiento parabólico y movimiento circular.
Contenidos procedimentales: investigación de campo, documental y vía internet, recopila-
ción de ideas clave y de datos, aplicación del método científico, actividad experimental y 
uso de modelos matemáticos.
Contenidos actitudinales: valora la importancia de la aplicación de la Física en su vida co-
tidiana y en su entorno.
Competencias genéricas y atributos que propicia el tema integrador:
 1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los obje-
tivos que persigue. Atributo: analiza críticamente los factores que influyen en su toma 
de decisiones.
 3. Elige y practica estilos de vida saludables. Atributos: reconoce la actividad física como 
un medio para su desarrollo físico, mental y social. Toma decisiones a partir de la
valoración de las consecuencias de distintos hábito de consumo y conductas de riesgo.
 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la 
utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. Atributos: expresa ideas y 
conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. Aplica dife-
rentes estrategias comunicativas dependiendo de sus interlocutores, el contexto en el 
que se encuentra y los objetivos que persigue. Identifica las ideas clave en un texto o 
discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. Maneja las tecnologías de la infor-
mación y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
Tema integrador El movimiento de los cuerpos físicos 
en tu vida diaria y en tu entorno
Apertura
Tema integrador
FÍSICA PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS 1 MOVIMIENTO
 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos estable-
cidos. Atributos: ordena información de acuerdo con categorías, jerarquías y relaciones. 
Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones 
y formular nuevas preguntas. Utiliza las tecnologías de la información y comunicación 
para procesar e interpretar información.
 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, conside-
rando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. Atributos: elige las fuentes 
de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de 
acuerdo con su relevancia y confiabilidad. Reconoce los propios prejuicios, modifica 
sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y 
perspectivas al acervo con el que cuenta.
 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. Atributos: define metas y 
da seguimiento a sus procesos de construcción del conocimiento. Articula saberes de 
diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributo: aporta puntos de 
vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Competencias disciplinares que propicia el tema integrador:
 1. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida coti-
diana, asumiendo consideraciones éticas.
 2. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis 
necesarias para responderlas.
 3. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter 
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
 4. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis 
previas y comunica sus conclusiones.
 5. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a 
partir de evidencias científicas.
 6. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demos-
trar principios científicos.
¿Qué tienes que hacer?
A continuación se lista una serie de actividades que debes seguir para lograr los propósitos 
del tema integrador:
 1. De acuerdo con las instrucciones de tu profesor(a), forma un equipo para que con la par-
ticipación de todos, lleven a cabo el tema integrador, en el tiempo que se les indique.
 2. Pónganse de acuerdo en la manera en que se organizarán para realizar el tema integra-
dor.
 3. Elaboren una lista con las actividades deportivas que realizan y las que conocen por 
medio de los distintos medios de comunicación, por ejemplo: televisión, periódicos, 
revistas, videos, libros o internet, tales como futbol, basquetbol, voleibol, beisbol, golf, 
tenis, natación y clavados, en los cuales se manifiesten distintos tipos de movimiento. 
Asimismo, visiten parques y canchas deportivas, estadios, albercas y una feria con 
juegos mecánicos, que tenga rueda de la fortuna, carrusel, martillo, entre otros, de tal 
manera que identifiquen dónde se realizan movimientos rectilíneos, rectilíneos unifor-
memente acelerados, parabólicos, rotacionales y circulares. Tomen nota primero en su 
cuaderno y luego escríbanlos en cartulinas o en papel rotafolio, señalando qué deporte 
o juego mecánico es y el o los movimientos que observan en ellos. Presenten sus traba-
4
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
FÍSICA PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS 1MOVIMIENTO
Grupo Editorial Patria® 5
jos ante sus compañeros del grupo, presentando la información por medio de tablas o 
cuadros. 
 4. Lean de manera individual en su libro de texto los conceptos subsidiarios involucrados 
referentes a: distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad, aceleración, movimiento 
rectilíneo, movimiento rectilíneo uniformemente acelerado que incluye caída libre y 
tiro vertical, movimiento parabólico horizontal y oblicuo, así como movimiento rotacio-
nal y circular. Identifiquen las ideas clave y las expresiones matemáticas para calcular 
las magnitudes o variables involucradas en los distintos conceptos subsidiarios. Anó-
tenlasprimero en su respectivo cuaderno y después, con el consenso de los integran-
tes del grupo, elaboren en cartulinas, papel rotafolio, diapositivas o en un programa 
de computadora, las ideas clave y un formulario con las expresiones matemáticas 
respectivas. Presenten imágenes o figuras en donde se observen diferentes cuerpos 
físicos con los diferentes tipos de movimiento.
 5. Investiguen en libros, revistas, enciclopedias o vía internet, cómo se puede medir la ra-
pidez de personas y objetos en algunos deportes, por ejemplo, futbol, beisbol, atletismo 
y natación; marcas registradas en diferentes disciplinas y pruebas olímpicas. Elaboren 
un resumen en cartulinas, papel rotafolio, diapositivas, o en un programa de computa-
dora.
 6. Seleccionen por lo menos dos tipos de movimiento diferentes para que diseñen las 
actividades experimentales, que permitan explicar sus características y expresiones ma-
temáticas para medir las magnitudes o variables involucradas. Si requieren elaborar 
dispositivos para demostrar los tipos de movimiento, háganlos con la participación de 
todos, su costo no debe ser excesivo. Elaboren de común acuerdo un guion que les ser-
virá para presentar ante los demás equipos sus actividades experimentales, escríbanlo 
en cartulinas, papel rotafolio, diapositivas o en un programa de computadora.
 7. Los equipos presentarán ante el grupo las ideas clave y las expresiones matemáticas 
que se requieren para cuantificar los conceptos subsidiarios, así como la manera en que 
se determina la rapidez de personas y objetos en distintos deportes, ya sea por medio 
de cartulinas, papel rotafolio, diapositivas o en un programa de computadora. También 
demostrarán las actividades experimentales que diseñaron para explicar las caracterís-
ticas de los dos tipos de movimiento o más que seleccionaron, y de acuerdo con sus 
expresiones matemáticas demuestren que las actividades experimentales son válidas y 
confiables al trabajar con valores las distintas variable o magnitudes.
 8. Con el apoyo de su profesor(a), discutan en grupo por medio de lluvia de ideas qué otras 
aplicaciones se tienen de los diferentes tipos de movimiento, como pueden ser compe-
tencias de automóviles, motociclismo, ciclismo, lanchas con motores fuera de borda, 
paracaidismo o aerogeneradores, entre otros.
Autoevaluación
Con la finalidad de que reflexiones acerca de los resultados que obtuviste después de realizar 
el tema integrador, responde en tu cuaderno lo siguiente:
 1. Participé en la elaboración de la lista con las actividades deportivas que realizamos o 
conocemos, y éstas son (escríbelas). Para observar diferentes tipos de movimiento visi-
tamos los siguientes lugares (escríbelos).
 2. Los deportes que más me gustan y los tipos de movimiento que observo en ellos son 
(descríbelos).
 3. En los juegos mecánicos que visitamos, los tipos de movimiento que observamos son 
(describelos).
 4. Leí mi libro de texto y aprendí las ideas clave referentes a los siguientes conceptos: 
distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad, aceleración, movimiento rectilíneo, 
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado que incluye caída libre y tiro vertical, 
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
Tema integrador
FÍSICA PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS 1 MOVIMIENTO
movimiento parabólico horizontal y oblicuo, movimiento rotacional y circular. Con base 
en ello, puedo proponer ejemplos de mi vida cotidiana y de mi entorno, en los cuales 
se manifiesten dichos conceptos (describe con ejemplos cotidianos cada uno de los 
conceptos y las expresiones matemáticas que recuerdes para ellos, si no las recuerdas 
todas, no te preocupes, el formulario que elaboraste es suficiente para que lo utilices en 
la resolución de ejercicios que vienen en tu libro o en los que tu profesor(a) proponga.
 5. Investigué cómo se puede medir la rapidez de personas y objetos en algunos deportes y 
me llamó la atención cómo se mide en el siguiente deporte (describe el deporte y cómo 
se mide la rapidez).
 6. Participé responsablemente en el diseño de las actividades experimentales para demos-
trar los tipos de movimiento que seleccionamos (describe qué actividades experimenta-
les diseñaron y cuál fue tu participación; si elaboraron prototipos explica cómo los hi-
cieron, señala también qué expresiones matemáticas usaron para medir las magnitudes 
o variables involucradas, para ello puedes usar el formulario que elaboraste).
 7. Participé de manera responsable, entusiasta y propositiva, en la presentación que hizo 
mi equipo ante el grupo de las ideas clave; formulario con las expresiones matemáticas 
que se requieren para cuantificar los conceptos involucrados en los diferentes tipos de 
movimiento, así como la manera en que se determina la rapidez de personas y objetos 
en distintos deportes. También participé en la demostración de las actividades experi-
mentales, en las que trabajamos con la asignación de valores para las distintas variables 
o magnitudes (describe en qué consistió tu participación y lo que aprendiste de ella).
Coevaluación 
Después de haber respondido espera la indicación de tu profesor(a) para intercambiar tus 
respuestas con las de otro compañero o compañera. Comenten entre ustedes las respuestas 
que dieron, corríjanse de ser necesario y contesten de común acuerdo los mismos aspectos.
Elabora tu portafolio de evidencias
Guarda en una carpeta física o en una creada en tu computadora para tu asignatura de 
Física 1, las ideas clave, formulario, la manera en que se determina la rapidez de personas 
y objetos en distintos deportes, y el guion de las actividades experimentales que diseñaron. 
Tu profesor(a) te indicará cuándo debes mostrarle tu carpeta física o enviarle tu carpeta por 
correo electrónico.
6
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
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MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOSMOVIMIENTO
DESARROLLO
LA FÍSICA Y SU IMPACTO EN LA 
CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA
La física es una de las ciencias naturales que más ha contri-
buido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su 
estudio e investigación ha sido posible encontrar, en múltiples 
casos, una explicación clara y útil de los fenómenos que se 
presentan en nuestra vida diaria.
La palabra física proviene del vocablo griego physiké, cuyo sig-
nificado es “naturaleza”. La física es, ante todo, una ciencia 
experimental, pues sus principios y leyes se fundamentan en 
la experiencia adquirida al reproducir de manera intencional 
muchos de los fenómenos naturales. Al aplicar el método cien-
tífico experimental, existe la posibilidad de encontrar respues-
tas concretas y satisfactorias, con el fin de comprender cada 
día más el mundo en el que vivimos. El estudio de la física es 
importante para todo ser humano deseoso de conocer el medio 
en que vive y que quiera explicarse el porqué de los múlti-
ples fenómenos que observa. Gran parte de los fenómenos de 
la naturaleza (Fig. 1.1), ya sean simples o complejos, tienen 
explicación en el campo de la física, por tanto, esta ciencia 
auxilia al hombre para adquirir un conocimiento más amplio 
del universo y una mejor calidad de vida.
logrado la agudización de las percepciones del hombre, para 
detectar, observar y analizar fenómenos y acontecimientos pre-
sentes en el universo.
Los telescopios, radiotelescopios, radares, microscopios elec-
trónicos (Fig. 1.2), aceleradores de partículas y satélites ar-
tificiales (Fig. 1.3), entre otros dispositivos, son importantes 
aportaciones de la física a la tecnología y otras ciencias, entre 
las cuales se cuentan la medicina, la biología, la química, la 
astronomía y la geografía.
Para realizar observaciones de los astros, los mayas construyeron el 
edificio denominado el Caracol, en Chichén-Itzá, Yucatán.
1.1
La tarea de encontrar una definición clara y precisa acerca 
de qué es la física no es fácil, pues ésta abarca el estudio de 
numerosos fenómenos naturales; sin embargo, podemos decir 
demanera tentativa que:
La física es la ciencia que se encarga de estudiar los fenó-
menos naturales en los cuales no existen cambios en la 
composición de la materia.
La física ha experimentado un gran desarrollo gracias al es-
fuerzo de notables investigadores y científicos, quienes al in-
ventar y perfeccionar instrumentos, aparatos y equipos, han 
Por medio del microscopio 
electrónico es posible observar 
microorganismos como virus o 
bacterias.
Los satélites artificiales tienen 
múltiples usos, como son la 
meteorología, telecomunicaciones, 
astronomía y militares.
1.2 1.3
Las aportaciones de la física han posibilitado la construcción 
de puentes, carreteras, edificios, complejos industriales, apa-
ratos utilizados en la medicina, como el que produce rayos lá-
ser y que se utiliza como un bisturí para cirugías de los ojos, el 
corazón o el hígado, aparatos de radiotelecomunicación, com-
putadoras, y lo que actualmente nos maravilla: la exploración 
del universo mediante las naves espaciales (Fig. 1.4).
Las naves espaciales posibilitan la 
exploración del Universo.
1.4
8
MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
La física es la ciencia de la medición por excelencia, ya que su 
amplio desarrollo se debe fundamentalmente a su capacidad 
de cuantificar las principales características de los fenómenos. 
Cuando el hombre logra medir un fenómeno, se acerca de ma-
nera notable a la comprensión del mismo, y puede utilizar esos 
conocimientos para mejorar su calidad de vida, facilitando la 
realización de pequeñas y grandes obras que de otra manera 
serían imposibles.
A medida que el hombre primitivo desarrolló su inteligencia, 
sintió la necesidad de explicarse el porqué de las cosas que 
sucedían a su alrededor y encontrar respuestas a sus interrogan-
tes: ¿por qué se suceden el día y la noche? ¿Por qué existen el 
frío y el calor? ¿Por qué llueve? ¿Qué son los truenos? ¿Qué es el 
viento? ¿Por qué vuelan los pájaros? ¿Qué es la Luna? ¿Qué es 
el Sol? ¿Por qué tiembla? ¿Qué son los eclipses? ¿Qué son las 
estrellas? Éstas y otras cuestiones eran un verdadero misterio 
antes de que el estudio de la física contribuyera a proporcionar 
una respuesta. Sin embargo, no todo está resuelto, pues aún 
en nuestros días no se tiene absoluta certeza sobre: ¿Qué es la 
materia? ¿Qué es la luz? ¿Existe vida en otros planetas? ¿Qué 
somos? ¿De dónde venimos? Con los avances de la física, y la 
ciencia en general, confiamos en que algún día el hombre podrá 
responder de manera satisfactoria estas preguntas.
La Tecnología de los Alimentos, 
Ciencia Multidisciplinaria
La tecnología de los alimentos es un claro ejemplo de una 
ciencia multidisciplinaria, que se apoya en la física, la 
química y la biología, para encontrar los mecanismos más 
convenientes que posibiliten la protección de los alimentos 
contra los microbios y otros agentes responsables de su 
deterioro; de tal manera que su consumo, ya sea inme-
diato o a futuro, no presente ningún riesgo en la salud del 
consumidor. También se encarga del desarrollo de nuevos 
y mejores productos alimentarios. La tecnología de los ali-
mentos trata lo referente a la composición, propiedades y 
comportamiento de los alimentos, a partir de los centros de 
producción, y de su calidad en el momento de su consumo. 
Los científicos y técnicos en alimentos son los responsa-
bles de que éstos sean sanos, nutritivos y de alta calidad.
Los alimentos en conserva (Fig. 1.5) deben mantener su 
valor nutritivo original, así como su aspecto, sabor y textura.
Comprensión del entorno
El enlatado, la salmuera y las mermeladas son métodos utilizados 
para la conservación de los alimentos.
1.5
La Física y sus aplicaciones
Seguramente ya has meditado acerca de los grandes 
descubrimientos que el hombre ha hecho hasta nuestros 
días, y sus aplicaciones en la ciencia y la tecnología, pero 
también reconocerás que falta mucho por hacer, descu-
brir e inventar, pues cada día el hombre se esfuerza por 
obtener máquinas más eficaces que reduzcan el consu-
mo de energía, construir aviones que desarrollen mayo-
res velocidades con menores riesgos, equipos que hagan 
posible tratar enfermedades hasta hoy incurables como 
el cáncer, aparatos y dispositivos que ayuden a los disca-
pacitados a realizar sus actividades con menor esfuerzo, 
sistemas de computación cada vez más útiles y econó-
micos, submarinos más resistentes y perfeccionados que 
faciliten la investigación a mayores profundidades en los 
océanos, naves espaciales para realizar viajes con meno-
res posibilidades de accidentes a planetas más lejanos.
En fin, tú, joven lector, estás en condiciones de vivir un 
siglo XXI muy prometedor, mientras la ciencia sea utilizada 
para el bienestar de la humanidad y no para su autodes-
trucción.
Aplicación del conocimiento
Tren bala circulando cerca del volcán Fuji en Japón.
1.6
División de la física
La física, para su estudio, se divide en dos grandes grupos: 
física clásica y física moderna. La primera estudia todos aque-
llos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña, 
comparada con la velocidad de propagación de la luz y cuyas 
escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y 
moléculas; la segunda se encarga de todos aquellos fenómenos 
producidos a la velocidad de la luz, o con valores cercanos a 
ella, y con los fenómenos relacionados con el comportamiento y 
estructura del átomo y del núcleo atómico. Pero, ¿qué entende-
mos por velocidad muy pequeña comparada con la velocidad de 
la luz? La velocidad de la luz en el vacío es aproximadamente 
de 300 mil km/s, esto quiere decir que si un rayo de luz emitido 
por una fuente luminosa viajara alrededor de la Tierra, cuya cir-
cunferencia es equivalente a una longitud de 40 mil kilómetros, 
Grupo Editorial Patria® 9
MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
el rayo de luz sería capaz de dar ¡siete vueltas y media alrededor 
de ella en un solo segundo! Comparando la velocidad de la luz 
con la de un automóvil de carreras que alcanza velocidades en 
línea recta cercanas a los 320 km/h, o la de un avión que vuela 
a 1 000 km/h, podemos comprender fácilmente que estas velo-
cidades, para nosotros altas, en realidad son muy pequeñas al 
compararlas con la de la luz. En general, las velocidades alcan-
zadas por las motocicletas, automóviles y aviones, aunque sean 
muy veloces, siempre resultarán mínimas al compararlas con 
la de la luz. En la figura 1.7 se observan las ramas de la física 
clásica y la física moderna.
División de la física para su estudio.
Mecánica
Termología
Ondas
Óptica
Electromagnetismo
FÍSICA
CLÁSICA
Nuclear Atómica
FÍSICA
MODERNA
1.7
MÉTODO CIENTÍFICO
La ciencia es un conjunto de conocimientos razonados y sis-
tematizados, opuestos al conocimiento vulgar. El hombre, en 
su afán de lograr el conocimiento de las cosas con base en los 
principios y las causas que les dan origen, ha logrado el desa-
rrollo constante de la ciencia; por ello, podemos afirmar que la 
ciencia es uno de los productos más elaborados de la actividad 
del ser humano, pues a través de ella el hombre ha comprendi-
do, profundizado, explicado y ejercido un control sobre muchos 
de los procesos naturales y sociales.
Las principales características de la ciencia son las siguientes:
a) Es sistematizable, es decir, emplea un método, que es el 
científico, para sus investigaciones, evitando dejar al azar 
la explicación del porqué de las cosas.
b) Es comprobable, esto es, se puede verificar si es falso o 
verdadero lo que se propone como conocimiento.
c) Es falible, es decir, sus enunciados de ninguna manera de-
ben ser considerados como verdades absolutas, sino por 
el contrario, constantemente sufren modificaciones e in-
cluso correcciones, a medida que el hombre incrementa 
sus conocimientos y mejora la calidad y precisión de sus 
instrumentos.
La ciencia se divide para su estudio en dos grandes grupos:
1. Ciencias formales. Son aquellas que estudian ideas, como 
esel caso de la lógica y las matemáticas. La característica 
principal de estas ciencias es que demuestran o prueban 
sus enunciados con base en principios lógicos o matemáti-
cos, pero no los ratifican por medio de experimentos.
2. Ciencias factuales. Se encargan de estudiar hechos, ya 
sean naturales (Fig. 1.8), como es el caso de la física, quí-
mica, biología y geografía física, que se caracterizan por-
que estudian hechos con causa y efecto. O bien, estudian 
hechos humanos o sociales, como es el caso de la historia, 
sociología, psicología social y economía, cuya característica 
estriba en que estudian hechos de imputación, debido a que 
las teorías o hipótesis son atribuibles a los investigadores 
que han realizado dichos estudios. En general, las ciencias 
factuales comprueban, mediante la observación y la experi-
mentación, sus hipótesis, teorías o leyes.
Los rayos son un fenómeno natural y son estudiados por las ciencias 
factuales.
1.8
Cuando se frota una superficie 
con un trozo de madera se 
produce calor. La fricción es un 
ejemplo de fenómeno físico.
En toda reacción química, la 
materia se transforma y se producen 
nuevas sustancias, lo que da origen 
a un fenómeno químico.
1.9 1.10
Revisemos algunos ejemplos de fenómenos naturales: Al fro-
tarnos las manos, generamos calor, el cual se disipa en el 
10
MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
ambiente; la frotación es la causa, y la generación de calor 
es el efecto; esto lo estudia la física, ya que es un fenómeno 
natural en el cual no hay ningún cambio en la composición 
de la materia (Fig. 1.9). La química, por su parte, estudia los 
fenómenos en los cuales sí hay un cambio en la constitución 
de la materia, tal es el caso de una reacción química, en la 
que el producto obtenido es distinto a los reactivos o sustan-
cias iniciales que intervinieron en la reacción (Fig. 1.10). La 
biología se ocupa de estudiar a los seres vivos y los cambios 
que se producen en ellos, mientras que la geografía física nos 
posibilita comprender la naturaleza del medio que nos rodea, 
apoyándose en la astronomía, la meteorología, la oceanografía 
y la geodesia; esta última estudia la forma de la Tierra y la 
medición de su superficie.
Características del método científico
El conocimiento científico se relaciona íntimamente con todo 
lo que existe en el universo. En ocasiones, el punto de partida 
de una investigación científica es la curiosidad del ser humano.
La especie humana se ha caracterizado por la continua bús-
queda de respuestas a la gran cantidad de preguntas que se 
ha hecho a medida que su inteligencia se ha desarrollado. En 
esa necesidad de conocimiento, la ciencia representa un papel 
fundamental. Por ello, podemos decir que todo conocimiento 
es una respuesta a una pregunta. Las preguntas surgen de la 
acción de los individuos en su entorno, y su progreso se debe 
a la observación científica de los fenómenos que ocurren en 
la naturaleza.
A los científicos les interesa descubrir cómo y por qué ocu-
rren las cosas, buscan explicación a los fenómenos del mundo. 
Pero esto es sólo una parte de la historia, ya que los objeti-
vos de la ciencia son rebasar las fronteras de lo inmediato, al 
averiguar cómo está constituido el universo y comprender las 
relaciones que existen entre las cosas.
Sin embargo, no existe un procedimiento que pueda ser utilizado 
por los científicos para resolver todos los problemas, pues de ser 
así, estaría todo descubierto o inventado. Por tanto, no existe un 
método científico único capaz de proporcionar una fórmula o un 
procedimiento que conduzca sin fallo a un descubrimiento. En 
conclusión, si como método se entiende el camino hacia un fin, 
no hay uno, sino muchos métodos y muy variados.
La investigación comienza identificando un problema. La ob-
servación es posterior, y lleva a formular posibles explicacio-
nes al problema estudiado, es decir, se elaboran hipótesis.
Una hipótesis es una idea o conjetura para explicar por qué 
o cómo se produce determinado hecho o fenómeno, lo que 
contribuirá a resolver el problema en estudio.
Para que una conjetura sea una buena hipótesis, debe cumplir 
dos requisitos: estar libre de contradicciones, para luego ser 
sometida a comprobación. Esta última debe contrastar la hipó-
tesis, la cual es el proceso de comprobar la validez de la misma.
Al elaborar una hipótesis suponemos lo siguiente:
1. La existencia de determinadas relaciones entre hechos ob-
servados.
2. La posibilidad de contrastar, con la experiencia, las con-
secuencias que obtendríamos de ser verdaderas las supo-
siciones.
Es importante resaltar que las hipótesis científicas se originan 
de diversas maneras, no hay un procedimiento definido, y tam-
poco existe un camino que nos posibilite inventarlas. Esto de-
pende de la capacidad, habilidad y experiencia del investiga-
dor. Sin embargo, cuando un persistente y tenaz investigador 
logra comprobar que una hipótesis es cierta, además de que 
este hecho es importante y trascendental para la humanidad, 
su esfuerzo es recompensado por el reconocimiento de la so-
ciedad en general, y el mundo científico en particular.
La ciencia no es un proceso concluido, ya que se encuentra 
en constante evolución y desarrollo. En nuestro país, y sobre 
todo en los llamados países desarrollados, existen mujeres y 
hombres dedicados a la investigación, que tratan de descubrir 
algunos de los misterios de la naturaleza: como la cura para el 
SIDA, el cáncer, la hepatitis, qué es la luz, qué es la energía, 
etc. También inventan productos nuevos: cosméticos, adornos, 
juguetes, televisores con mejor imagen y sonido, pantallas gi-
gantes, pequeñas computadoras con gran capacidad de proce-
samiento, aparatos y equipos médicos, así como satélites para 
comunicaciones o de observación, entre otros.
Es importante diferenciar entre el descubrimiento y el invento. 
Un descubrimiento es algo que ya existía, pero no era cono-
cido, mientras que el invento es algo que no existía y ha sido 
creado para beneficio de la humanidad.
Método científico experimental
El método científico experimental es utilizado por las ciencias 
factuales, ya que la lógica y las matemáticas no requieren de 
la experimentación para demostrar sus enunciados como en la 
física, la química o la biología que sí la necesitan para probar 
la validez de sus postulados. Por ese motivo, se experimenta 
modificando en forma consciente las diferentes variables in-
volucradas en el objeto de estudio. En términos generales, y 
con todas las limitaciones que presenta el señalar una serie 
de pasos a seguir en el estudio de un fenómeno, empleando 
el método científico experimental se tienen como una posible 
secuencia los siguientes pasos:
1. Identificación del problema, es decir, el fenómeno en es-
tudio.
2. Observación del fenómeno (Fig. 1.11).
3. Planteamiento del problema para definir claramente qué 
vamos a investigar del fenómeno en estudio y para qué.
4. Formulación de la hipótesis.
5. Investigación bibliográfica en libros y revistas especiali-
zadas para aprovechar, si existe, algún escrito acerca del 
fenómeno que se estudia, así como la comunicación con 
centros de investigación en el mundo, abocados al estudio 
del fenómeno en cuestión, ya sea de manera directa, por 
teléfono, fax o Internet.
Grupo Editorial Patria® 11
MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
 6. Experimentación, se llevará a cabo mediante la modifica-
ción controlada de las distintas variables involucradas en 
el fenómeno en estudio. Por lo general, se realiza median-
te el empleo de un modelo que representa al fenómeno.
 7. Registro e interpretación de datos.
 8. Comprobación de las hipótesis.
 9. Enunciado de una teoría que explica el porqué del fe-
nómeno, pero con ciertas limitaciones que no posibilitan 
hacer una generalización para todos los casos similares a 
nuestro fenómeno en estudio.
10. Obtención de una ley; ésta se produce cuando el afortu-
nado y persistenteinvestigador encuentra reglas invaria-
bles que dentro de ciertos límites rigen al fenómeno en 
estudio. No obstante, dicha ley estará sujeta a los nuevos 
descubrimientos y progresos del hombre, por lo cual, tar-
de o temprano, puede sufrir alguna modificación.
Por último, vale la pena recordar que no siempre es posible 
experimentar con todos los fenómenos naturales, pues en mu-
chos casos, como el movimiento de planetas, eclipses, tem-
blores, entre otros, el investigador no interviene en las causas 
del fenómeno en estudio. Por ello, no puede alterar de manera 
intencionada y controlada ninguna de las variables, sólo puede 
llevar a cabo su investigación científica mediante la observa-
ción sistemática y minuciosa de dichos fenómenos cuando se 
presentan.
El microscopio electrónico ha contribuido de 
manera significativa en la investigación científica, 
al poder observarse con él cuerpos diminutos.
1.11
Un acercamiento con Galileo, 
Newton y Einstein
El científico Galileo Galilei (1564-1642) trascendió el 
paso del tiempo por sus importantes aportaciones a la 
ciencia, sustentadas en demostraciones experimentales. 
Veamos:
Las aportaciones de Galileo, aunque parten de la expe-
riencia cotidiana, no encuentran su explicación sólo en el 
intelecto, como se realizaba antes de él, ya que hay even-
tos imposibles de observar a simple vista. Él expresó algo 
Conocimiento científico
que nos da clara idea de 
su propuesta científica: 
“El libro de la naturaleza 
está escrito en caracteres 
geométricos”. La manera 
en que Galileo concebía el 
método científico implica 
el estudio razonado de un 
fenómeno con base en la 
experimentación, lo que 
propicia su observación 
para validar o rechazar hi-
pótesis. De igual manera, 
consideró de gran impor-
tancia poder representar 
por medio de modelos 
matemáticos los fenóme-
nos observados. Fue así 
como el método aristotélico pudo ser superado por el mé-
todo experimental; un método en que la teoría matemática 
determina la estructura de la investigación; o, como lo for-
mulaba el mismo Galileo, un método que utiliza el lenguaje 
matemático (geométrico) para formular sus preguntas a la 
naturaleza y para interpretar sus respuestas. La vida de Ga-
lileo fue un claro ejemplo del espíritu científico. Su padre, 
quien era matemático, deseaba que su hijo fuera médico. 
En aquellos días, un médico ganaba unas treinta veces lo 
que podría ganar un matemático. Sin embargo, para fortu-
na de la ciencia, después de escuchar una conferencia de 
geometría, rogó a su padre que le dejara estudiar matemá-
ticas y ciencias. De ahí en adelante no se conformaba con 
observar, sino que empezó a medir y a mirar todos los obje-
tos para buscar alguna relación matemática que describie-
ra el fenómeno con simplicidad, a la vez que contribuyera 
a realizar generalizaciones (Fig. 1.12).
Fue Galileo quien con sus experimentos demostró que 
las conclusiones que obtuvo el filósofo griego Aristóteles 
(384-322 a.C.) acerca del movimiento de los objetos es-
taban equivocadas, ya que éste, basándose únicamente 
en sus observaciones, pero sin experimentar, sostenía que 
un objeto sólo se puede mover de manera constante si 
existe una fuerza actuando sobre él. Aun en nuestros días, 
para muchas personas esta afirmación es válida, pues 
igual que Aristóteles observan que un objeto cualquiera 
como una mesa, una silla, un ladrillo o un ropero, para 
seguir en movimiento se les debe aplicar una fuerza, y en 
el momento en que ésta se deja de aplicar se detienen.
Galileo identificó que los objetos se detienen porque exis-
te una fuerza de fricción entre ellos y el suelo que se opo-
ne a su movimiento; sin embargo, si la fuerza de fricción 
dejara de existir, al tenerse una superficie totalmente lisa 
y sin resistencia del aire, al darle un empujón, por ejem-
plo, a una mesa, ésta continuaría de manera indefinida 
en movimiento, recorriendo distancias iguales en tiempos 
iguales, es decir, a la misma velocidad.
d d l é
Galileo Galilei es considerado 
como el iniciador de la 
experimentación en el estudio 
de la ciencia.
1.12
12
MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
El físico inglés Isaac Newton (1643-1727) utilizó los es-
tudios previos realizados por Galileo y enunció su primera 
ley de la mecánica o ley de la inercia, en la que señala 
que ningún objeto por sí mismo puede modificar su esta-
do de reposo o de movimiento, ya que para hacerlo se re-
quiere la manifestación de una fuerza que actúe sobre él.
El científico alemán nacionalizado estadounidense Albert 
Einstein (1879-1955 Fig. 1.13), afirmó:
“En mi opinión, los más 
grandes genios creativos 
son Galileo y Newton, a 
quienes veo, en cierto 
sentido, como una sola 
persona”. Galileo, por un 
lado, inicia el alejamien-
to propiamente dicho de 
los mitos y leyendas y es-
tablece las bases para la 
ciencia. Newton, por su 
parte, reafirma tal camino 
con admirable entrega. 
Estos dos fueron los pri-
meros en crear un sistema 
para la mecánica, funda-
do en pocas leyes, que 
dan una teoría general del 
movimiento, las cuales representan todos los fenómenos 
de nuestro mundo.
1. De acuerdo con las instrucciones de tu profesor, forma 
un equipo de tres integrantes y seleccionen alguno de 
los siguientes lugares que pueden visitar; además de 
otros que puedan proponer:
• Un taller de carpintería
• Una vulcanizadora
• Un taller mecánico
• Una herrería
• Un edificio en construcción
2. Observen con atención las actividades que se realizan 
en el lugar visitado y escriban en su cuaderno qué apli-
caciones de la física pueden apreciar. Después, en la 
casa de alguno de ustedes, elaboren un resumen en 
cartulinas o papel rotafolio, que incluya la descripción 
de dichas aplicaciones. Compleméntenlo con dibujos, 
esquemas didácticos o con cuadros sinópticos.
3. Con la supervisión de su profesor, expongan ante sus 
compañeros lo obtenido en su investigación de campo. 
Respondan las preguntas de sus compañeros y su pro-
fesor, de tal manera que puedan intercambiar ideas y 
compartir conocimientos y experiencia.
Comprensión del entorno
Evaluación del aprendizaje
Instrucciones: responde de manera clara y breve las si-
guientes preguntas.
1. Escribe una de las aportaciones que ha hecho la Física a 
la ciencia o a la tecnología y que para ti ha representado 
un beneficio en tu vida cotidiana.
_______________________________________________
2. Escribe una de las aportaciones que ha hecho la Física a 
la ciencia o a la tecnología y que para ti ha representado 
una desventaja en tu vida cotidiana.
_______________________________________________
3. Escribe uno de los primeros descubrimientos que se hi-
cieron debido al estudio de la Física y que para ti sea 
particularmente importante y qué descubrimiento ac-
tual propició.
_______________________________________________
_______________________________________________
4. Define con tus palabras qué es la Física y escribe un fe-
nómeno que esté estudiando actualmente esta ciencia.
_______________________________________________
_______________________________________________
5. Explica por medio de un ejemplo de tu entorno por qué 
es importante la medición en el estudio de un fenóme-
no físico.
_______________________________________________
_______________________________________________
6. Explica por medio de un ejemplo por qué no existe un 
método científico único capaz de proporcionar un pro-
cedimiento que conduzca sin fallo a un invento o des-
cubrimiento científico.
_______________________________________________
_______________________________________________
7. Explica con un ejemplo por qué la ciencia no es un pro-
ducto terminado y está en constante evolución y desa-
rrollo.
_______________________________________________
_______________________________________________
Instrucciones: Escribe dentro del paréntesis la letra C si en 
el fenómeno se aplica principalmente la Física Clásica y una 
M si se aplica principalmentela Física Moderna:
1. ( ) Construcción de puentes, edificios y carreteras
2. ( ) Sistema de frenos hidráulicos de los automóviles
3. ( ) Partículas constitutivas del núcleo atómico
resentan todos los fenómenos
Albert Einstein fue uno de 
los científicos que mayores 
contribuciones ha hecho a la ciencia.
1.13
Grupo Editorial Patria® 13
MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
 4. ( ) Telefonía celular
 5. ( ) Transistores para televisores o para computadoras
 6. ( ) Red hidráulica de una ciudad o localidad
 7. ( ) Dilatación de los objetos producidos por el calor
 8. ( ) Diseño de computadoras portátiles pequeñas y 
con mayor memoria
 9. ( ) Transmisiones satelitales
10. ( ) Aplicación de la nanotecnología en el diseño de 
máquinas con inteligencia artificial
Coevaluación
De acuerdo con las instrucciones de tu profesor(a) intercam-
bia con un compañero(a) las respuestas que dieron a la Eva-
luación del aprendizaje. Califíquense e intercambien ideas, 
aprendizajes y experiencias, de tal manera que se fortalezca 
su aprendizaje. Si tienen dudas, consulten a su profesor(a).
Investigación de campo y en diferentes fuentes 
de información
¿Qué unidades y sistemas de medida se usan con mayor 
frecuencia en tu colonia o localidad y cuáles se utilizan 
en diversos países?
De acuerdo con las instrucciones de tu profesor(a) forma 
un equipo de tres integrantes para que visiten diversos 
establecimientos comerciales, como: mercería, panade-
ría, taller mecánico, taller eléctrico, tlapalería, carpin-
tería, gasolinera, etc. Entrevisten a sus propietarios o 
encargados previa elaboración de las preguntas que les 
harán, y pídanles que les informen de las diferentes me-
diciones que realizan en su actividad comercial y qué 
unidades de medida utilizan.
Investiguen en las diferentes fuentes de información a su 
alcance, por ejemplo libros, revistas, enciclopedias, o vía 
Internet, qué sistemas de unidades se utilizan en algunos 
países como Brasil, Argentina, Estados Unidos de Améri-
ca, Inglaterra, Rusia, Alemania y China.
Elaboren en cartulinas, papel rotafolio, diapositivas, DVD 
o en un programa de computadora, un resumen con lo 
más relevante de su investigación y preséntenla ante los 
demás equipos. Incluyan figuras e imágenes. Intercam-
bien experiencias y conocimientos adquiridos.
Aplicación del conocimiento
MAGNITUDES FÍSICAS
Y SU MEDICIÓN
Es importante reflexionar acerca de cómo fue el desarrollo 
histórico de las unidades de medida y de los sistemas de 
unidades. ¿Puedes imaginarte cómo fueron los primeros 
intercambios comerciales entre los hombres primitivos? Se-
guramente en tus clases de historia te has enterado de que 
una manera era el trueque, es decir, el cambio de una cosa 
por otra. ¿Sabes cómo medían el tiempo? Es ineludible ha-
cer referencia al día y la noche para hablar del tiempo. Así, 
el hombre primitivo necesariamente hizo alusión al número 
de lunas o soles transcurridos para establecer determinados 
acontecimientos. Pero cuando tuvo necesidad de encontrar 
referencias para hablar de lapsos menores a los transcurridos 
entre la salida del Sol o de la Luna, debió observar cómo se 
desplazaba la sombra proyectada en el suelo por una roca al 
pasar el tiempo. Entonces, se le ocurrió colocar una piedra en 
lugares donde realizara alguna actividad especial. Gracias al 
desplazamiento de la sombra proyectada por la roca, obtuvo 
su primer reloj para medir el tiempo (Fig. 1.14).
A través de la historia, el hombre ha modificado la manera de medir el 
tiempo.
1.14
Para tratar de comparar la masa de dos objetos y saber cuál 
era mayor, sopesaba un objeto en cada mano. Pero, en cierta 
ocasión, alguien tuvo la idea de equilibrar una tabla con una 
roca en medio y colocar dos objetos, uno de cada extremo de 
la tabla, y el que más bajara tendría mayor masa. Se había 
inventado la primera y burda balanza.
Brazada. Unidad usada por los egipcios para medir la longitud.
1.15
Para medir la longitud, recurría a medidas tomadas de su pro-
pio cuerpo. Los egipcios usaban la brazada (Fig. 1.15), cuya 
longitud equivalía a las dimensiones de un hombre con los bra-
zos extendidos. Los ingleses usaban como patrón la longitud 
del pie de su rey (Fig. 1.16). Los romanos usaban el paso y la 
milla, equivalente a mil pasos. Para ellos, un paso era igual a 
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MOVIMIENTO
FÍSICA 1 PARA 
BACHILLERATOS 
TECNOLÓGICOS
El pie es la unidad que usaron los ingleses para medir la longitud.
1 pie = 30.48 cm
1.16
La figura 1.17 te dará una idea muy clara de la manera en que 
se usaban algunas partes del cuerpo para medir longitudes. 
Cabe aclarar que en la actualidad, en el Sistema Inglés se 
sigue usando la pulgada y el pie. Por cierto, los ingleses ya no 
utilizan este sistema, por obsoleto, sólo se sigue utilizando en 
Estados Unidos.
Roma integró un Imperio, y al conquistar muchos territorios 
(siglo II a.C. al siglo IV d. C.), se trató de frenar la diversidad de 
unidades de medida, por lo que se estableció a la libra como 
unidad de peso y al pie como unidad de longitud. Para ello, se 
modeló un cuerpo representativo del peso de una libra patrón, 
y una barra de bronce para mostrar la longitud equivalente 
al pie. Por primera vez existía una misma forma para pesar y 
medir longitudes.
Tras la decadencia del Imperio Romano, de nuevo surgió la 
anarquía en las unidades de medida, misma que duró todo el 
periodo de la Edad Media (siglo V al siglo XV d.C.).
Fue en 1790 cuando la Asamblea Constituyente de Francia, a 
través de la Academia de Ciencias de París, extendió una invi-
tación a los países para que enviaran a sus hombres de ciencia 
con el objetivo de unificar los sistemas de pesas y medidas y 
adoptar uno solo para todo el mundo. Esta convocatoria daría 
excelentes resultados, mismos que veremos en seguida.
Sistema Métrico Decimal
El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el 
mundo fue el Sistema Métrico Decimal, implantado en 1795 
como resultado de la Convención Mundial de Ciencia celebrada 
en París, Francia; este sistema tiene una división decimal y sus 
unidades fundamentales son el metro, el kilogramo-peso y el 
litro. Además, para definirlas, se utilizaron datos de carácter ge-
neral, como las dimensiones de la Tierra y la densidad del agua.
Con el fin de encontrar una unidad patrón para medir longitu-
des, se dividió un meridiano terrestre en 40 millones de partes 
iguales, y a la longitud de cada parte se le llamó metro. 
Por tanto, se definió al metro como la cuarenta millonésima 
parte a 1
40 000 000
b del meridiano terrestre. Una vez esta-
blecido como unidad de longitud, el metro sirvió de base para 
que se pudieran establecer las demás unidades que constitu-
yeron al sistema métrico decimal, que se derivó de la palabra 
metro, que quiere decir medida.
Una ventaja del Sistema Métrico fue su división decimal, pues 
mediante el uso de los prefijos deci, centi o mili, que son algunos 
de los submúltiplos de la unidad, podemos referirnos al decíme-
tro como la décima parte del metro (0.1 m) y al milímetro como 
En la antigüedad las medidas de diferentes longitudes se basaban en 
las proporciones del cuerpo.
Pulgada
Un codo
Siete palmos
Un codo
Un palmo
(Cuatro dedos)
Un pie1.17
dos pasos de los actuales, pues cada pie daba un avance. Tam-
bién se utilizaron otras partes del cuerpo humano para medir: el 
codo era la distancia desde el codo hasta el extremo del dedo 
medio; el palmo o la cuarta era la distancia entre el extremo del 
dedo pulgar y el meñique al estar abierta la mano. La elección 
de la unidad de medida de longitud se convirtió en cuestión de 
prestigio, pues era inconcebible usar en un país la medida de 
alguna parte del cuerpo del soberano de otra nación. Por tanto, 
se crearon unidades diferentes, y cada país poderoso tenía sus 
propias medidas. Es fácil imaginar el desconcierto reinante en 
esos tiempos para comerciar entre los pueblos.
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